自燃理论燃烧学基础课件
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《燃烧基本理论》课件
燃烧的化学特性
放热反应
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1பைடு நூலகம்
燃烧是一种放热反应，释放出大量的热量，可以用于加热物体或驱动机械。
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2
化学键断裂
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3
燃烧过程中，可燃物质中的化学键发生断裂，释放出能量。
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4
新物质生成
添加标题
5
燃烧过程中，可燃物质与氧化剂反应生成新的物质，这些物质通常是稳定的化合物。
添加标题
6
燃烧的物理特性
含硫燃料燃烧时会产生二氧化硫等硫氧化物。
二氧化碳
氮氧化物
颗粒物
燃烧过程中，碳与氧结合生成二氧化碳。
高温下氮气与氧气反应生成氮氧化物。
燃烧过程中产生的固体颗粒物，如灰尘等。
温室效应
二氧化硫、氮氧化物等气体与水蒸气反应形成酸雨。
酸雨
空气污染
生态破坏
01
02
04
03
燃烧产生的污染物对生态系统造成破坏，影响生物多样性。
01
燃烧效率优化
通过调整燃料与空气的混合比例、燃烧温度和时间等参数，提高燃烧效率，减少不完全燃烧损失。
02
污染物排放控制
采用尾气处理、除尘、脱硫脱硝等技术，降低燃烧过程中产生的污染物排放。
燃烧的控制技术与方法
THANKS
感谢观看
长期接触污染物可能导致免疫系统功能下降，增加感染和疾病的风险。
燃烧产物对人体的影响
CATALOGUE
燃烧的应用与控制
05
燃烧化石燃料（如煤、石油、天然气）产生高温高压蒸汽，驱动发电机发电。
火力发电
利用燃气燃烧产生高速气流，驱动涡轮旋转，从而发电或提供动力。
燃气轮机
燃烧的物理基础 ppt课件
1993年，纽约世贸中心爆炸事件，将近1万人花了整整9个小 时才将楼里的10万人救出。
此外，超过一定高度的高楼倘若遭遇火灾，扑救起来极其困 难。毕竟，目前我国最好的消防云梯车举高才101米，消防水带 的直接供水高度也只有150米！
燃烧学
避难层
建 筑 高 度 超 过 100m 的 公 共 建 筑 ， 应设置避难层（间）。
燃烧学
燃烧学
热对流 流体中温度不同的各个部分之间，由于相对的
宏观运动而把热量从一处带到另一处的现象，或者 说具有相对位移的流体与所接触的固体壁面之间的 热量传递过程。
燃烧学
热对流分类： ① 自然对流：流体的运动是由自然力所
引起的。 ② 强制对流：流体的空间移动是由机械
力引起的。
燃烧学
燃烧学
（2）任何物体不但能从自己表面发射辐射热，而且也可以吸收其 他物体发射的并投射到它表面的辐射热。
燃烧学
能转化为热能。
（4）热辐射不需要通过任何介质，它能把热量以光的速度穿过真 空从一个物体传给另一个物体。
（5）当有两个物体并存时，温度高的物体向温度低的物体辐射热 能，直至两个物体温度渐趋平衡。
第一个避难层（间）的楼地面至灭 火救援场地地面的高度不应大于50m， 两个避难层（间）之间的高度不宜大 于50m；避难层（间）的净面积应能满 足设计避难人员避难的要求，并宜按 5.0人/m2计算。
燃烧学
屋顶直升机停机坪
屋顶直升机停机坪是发生 火灾时供直升机抢救疏散到屋顶 平台上的避难人员的停靠设施。 这种消防设施多设在超高层建筑 的屋顶之上。
（6）辐射热射到另一个物体表面上后，可能部分地被吸收，部分 地被反射，还有部分可能穿透过去。
燃烧学
烟囱效应
此外，超过一定高度的高楼倘若遭遇火灾，扑救起来极其困 难。毕竟，目前我国最好的消防云梯车举高才101米，消防水带 的直接供水高度也只有150米！
燃烧学
避难层
建 筑 高 度 超 过 100m 的 公 共 建 筑 ， 应设置避难层（间）。
燃烧学
燃烧学
热对流 流体中温度不同的各个部分之间，由于相对的
宏观运动而把热量从一处带到另一处的现象，或者 说具有相对位移的流体与所接触的固体壁面之间的 热量传递过程。
燃烧学
热对流分类： ① 自然对流：流体的运动是由自然力所
引起的。 ② 强制对流：流体的空间移动是由机械
力引起的。
燃烧学
燃烧学
（2）任何物体不但能从自己表面发射辐射热，而且也可以吸收其 他物体发射的并投射到它表面的辐射热。
燃烧学
能转化为热能。
（4）热辐射不需要通过任何介质，它能把热量以光的速度穿过真 空从一个物体传给另一个物体。
（5）当有两个物体并存时，温度高的物体向温度低的物体辐射热 能，直至两个物体温度渐趋平衡。
第一个避难层（间）的楼地面至灭 火救援场地地面的高度不应大于50m， 两个避难层（间）之间的高度不宜大 于50m；避难层（间）的净面积应能满 足设计避难人员避难的要求，并宜按 5.0人/m2计算。
燃烧学
屋顶直升机停机坪
屋顶直升机停机坪是发生 火灾时供直升机抢救疏散到屋顶 平台上的避难人员的停靠设施。 这种消防设施多设在超高层建筑 的屋顶之上。
（6）辐射热射到另一个物体表面上后，可能部分地被吸收，部分 地被反射，还有部分可能穿透过去。
燃烧学
烟囱效应
燃烧理论基础ppt课件
微波燃烧
微波燃烧是一种新型的热工技术，利用微波电磁场与燃料 的相互作用产生热量，实现燃料的快速、高效燃烧。微波 燃烧具有低污染、高效率和节能等优点。
06
未来展望
清洁能源的发展
清洁能源
随着环境保护意识的提高，清洁能源的发展越来越受到重视。未来，化石燃料的使用将逐渐减少，取而代之的是 太阳能、风能、水能等可再生能源。
02
燃烧化学
燃烧反应方程
燃烧反应方程是表示燃烧过程中物质 变化和能量转换的数学表达式。它由 反应物和生成物的化学式及其相应的 反应系数组成，遵循质量守恒和能量 守恒定律。
燃烧反应方程可以用来表示燃料与氧 气或其他氧化剂反应生成二氧化碳、 水蒸气等产物的过程，如C + O2 → CO2 + H2O。
热工仪表
热工仪表用于监测和控制燃烧系统的运行状态，包括温度计、压力计、流量计、氧分析仪 等。这些仪表能够实时监测燃烧过程中的各种参数，如温度、压力、流量和含氧量等。
燃烧控制技术
01
空燃比控制
空燃比是燃料和空气的混合比例，合适的空燃比是保证燃烧效率和经济
性的关键。通过控制燃料和空气的流量，可以调节空燃比，使燃烧过程
燃烧温度
01
燃烧温度是指燃烧过程中火焰或 反应区的温度，它与燃料的种类 、空气的供给、燃烧方式等因素 有关。
02
燃烧温度的高低直接影响到燃烧 产物的组成和燃烧效率，过高或 过低的温度都不利于燃烧过程的 进行。
燃烧产物
燃烧产物是指燃料在燃烧过程中产生 的气体、烟尘和灰渣等物质，它们由 燃料中的可燃元素转化而来。
可持续发展的重要性
资源节约
可持续发展强调资源的合理利用和节约，通过提高能源利用效率和减少浪费，实现经济、 社会和环境的协调发展。
微波燃烧是一种新型的热工技术，利用微波电磁场与燃料 的相互作用产生热量，实现燃料的快速、高效燃烧。微波 燃烧具有低污染、高效率和节能等优点。
06
未来展望
清洁能源的发展
清洁能源
随着环境保护意识的提高，清洁能源的发展越来越受到重视。未来，化石燃料的使用将逐渐减少，取而代之的是 太阳能、风能、水能等可再生能源。
02
燃烧化学
燃烧反应方程
燃烧反应方程是表示燃烧过程中物质 变化和能量转换的数学表达式。它由 反应物和生成物的化学式及其相应的 反应系数组成，遵循质量守恒和能量 守恒定律。
燃烧反应方程可以用来表示燃料与氧 气或其他氧化剂反应生成二氧化碳、 水蒸气等产物的过程，如C + O2 → CO2 + H2O。
热工仪表
热工仪表用于监测和控制燃烧系统的运行状态，包括温度计、压力计、流量计、氧分析仪 等。这些仪表能够实时监测燃烧过程中的各种参数，如温度、压力、流量和含氧量等。
燃烧控制技术
01
空燃比控制
空燃比是燃料和空气的混合比例，合适的空燃比是保证燃烧效率和经济
性的关键。通过控制燃料和空气的流量，可以调节空燃比，使燃烧过程
燃烧温度
01
燃烧温度是指燃烧过程中火焰或 反应区的温度，它与燃料的种类 、空气的供给、燃烧方式等因素 有关。
02
燃烧温度的高低直接影响到燃烧 产物的组成和燃烧效率，过高或 过低的温度都不利于燃烧过程的 进行。
燃烧产物
燃烧产物是指燃料在燃烧过程中产生 的气体、烟尘和灰渣等物质，它们由 燃料中的可燃元素转化而来。
可持续发展的重要性
资源节约
可持续发展强调资源的合理利用和节约，通过提高能源利用效率和减少浪费，实现经济、 社会和环境的协调发展。
《燃烧基础知识》课件
燃烧的形式
1 明火燃烧
2 非明火燃烧
明亮的明火是可见光的一种，通常是可燃物表面 的氧化反应导致的。
非明火燃烧指没有明亮火焰的燃烧形式，如炭化、 熔化、蒸发。
3 烟气燃烧
4 火焰燃烧
燃烧过程中，可燃物产生的烟气是火焰中最重要 的组成部分之一。
火焰是燃烧过程中由可燃物和氧气生成的可见光 和热能。
燃烧的类型
化学燃烧
化学燃烧是指物质与氧气发生氧 化还原反应，形成新的物质和能 量。
物理燃烧
物理燃烧是指通过物理方式使物 质发生氧化分解反应，释放出能 量。
生物燃烧
生物燃烧是指生物体内的有机物 被氧化，释放出能量和二氧化碳。
燃烧的过程
1
燃烧的三要素
燃烧的三要素是可燃物、氧气和足够的温度，没有其中一项燃烧无法进行。
燃烧的安全问题
燃烧的危险性
燃烧过程中可能产生高温、燃 烧物飞溅、热辐射等危险因素。
燃烧的防范措施
正确使用和储存易燃物品，加 强火灾预防和探讨 如何预防和应对火灾事件。
2
燃烧的反应物
燃烧反应物是可燃物和氧气，可燃物氧化产生新的物质和能量。
3
燃烧的副产物
燃烧过程中会产生副产物，如二氧化碳、水蒸气和烟气等。
燃烧的应用
燃烧的热力学应用
燃烧的环保用
燃烧过程中释放的热能被用于发电、 发展清洁能源和减少排放是燃烧的
加热、工业生产等方面。
环保应用的重要方向。
燃烧的交通应用
燃油车和混合动力车中的燃烧过程 提供了动力能源，但也产生了尾气 污染。
《燃烧基础知识》PPT课 件
燃烧是一种化学反应，是物质在氧气存在下发生的剧烈氧化反应，常见于人 类生活和工业生产中。
《燃烧基础知识》课件
持燃烧。
燃烧的效率
燃烧效率的定义
燃烧效率是指燃烧过程中有效能量与总能量之比，通常以百分比表 示。
影响因素
燃烧效率受到多种因素的影响，包括燃料类型、燃烧条件、空气供 应和燃烧设备的设计等。
提高燃烧效率的方法
通过优化燃料和空气的混合比例、改善燃烧设备的热工况、采用催化 燃烧等技术可以提高燃烧效率，降低能源浪费和污染物排放。
燃烧的安全措施
控制可燃物浓度
01
在工业生产中，控制可燃物的浓度在安全范围内，避免达到爆
炸极限。
通风与排气
02
保持工作场所的通风良好，及时排除可燃气体和粉尘，防止浓
度积累。
防火分隔与消防设施
03
设置防火分隔，配备消防设施，如灭火器、消防栓等，并定期
检查其有效性。
燃烧的安全事故处理
紧急疏散
一旦发生燃烧事故，应立 即启动紧急疏散程序，迅 速撤离现场人员至安全区 域。
燃烧反应缓慢，通常不会发出可见火焰， 而是以热辐射形式释放出热量的现象。
燃烧的过程
引燃阶段
在引燃阶段，可燃物质与点火源 接触并开始燃烧。此阶段需要足 够的点火能量和可燃物质的存在
。
燃烧阶段
在燃烧阶段，燃料与氧气发生化学 反应，释放出大量的热量和气体。 此阶段是燃烧过程中的主要阶段。
熄灭阶段
在熄灭阶段，燃料被完全消耗或氧 气耗尽，燃烧反应停止。此阶段释 放的热量和气体逐渐减少。
燃烧的物理特性
要点一
总结词
燃烧的物理特性包括火焰的形成和传播、热辐射和燃烧产 物的状态变化。
要点二
详细描述
在燃烧过程中，可燃物与氧化剂反应产生火焰。火焰的形 成和传播与可燃物的物理性质、反应条件和环境因素有关 。火焰可以呈现不同的颜色和形状，并具有特定的温度和 发光特性。此外，燃烧过程中产生的热辐射可以传递热量 ，影响周围物质的状态变化。最后，燃烧产物可以是气态 、液态或固态，取决于可燃物的组成和反应条件。
燃烧的效率
燃烧效率的定义
燃烧效率是指燃烧过程中有效能量与总能量之比，通常以百分比表 示。
影响因素
燃烧效率受到多种因素的影响，包括燃料类型、燃烧条件、空气供 应和燃烧设备的设计等。
提高燃烧效率的方法
通过优化燃料和空气的混合比例、改善燃烧设备的热工况、采用催化 燃烧等技术可以提高燃烧效率，降低能源浪费和污染物排放。
燃烧的安全措施
控制可燃物浓度
01
在工业生产中，控制可燃物的浓度在安全范围内，避免达到爆
炸极限。
通风与排气
02
保持工作场所的通风良好，及时排除可燃气体和粉尘，防止浓
度积累。
防火分隔与消防设施
03
设置防火分隔，配备消防设施，如灭火器、消防栓等，并定期
检查其有效性。
燃烧的安全事故处理
紧急疏散
一旦发生燃烧事故，应立 即启动紧急疏散程序，迅 速撤离现场人员至安全区 域。
燃烧反应缓慢，通常不会发出可见火焰， 而是以热辐射形式释放出热量的现象。
燃烧的过程
引燃阶段
在引燃阶段，可燃物质与点火源 接触并开始燃烧。此阶段需要足 够的点火能量和可燃物质的存在
。
燃烧阶段
在燃烧阶段，燃料与氧气发生化学 反应，释放出大量的热量和气体。 此阶段是燃烧过程中的主要阶段。
熄灭阶段
在熄灭阶段，燃料被完全消耗或氧 气耗尽，燃烧反应停止。此阶段释 放的热量和气体逐渐减少。
燃烧的物理特性
要点一
总结词
燃烧的物理特性包括火焰的形成和传播、热辐射和燃烧产 物的状态变化。
要点二
详细描述
在燃烧过程中，可燃物与氧化剂反应产生火焰。火焰的形 成和传播与可燃物的物理性质、反应条件和环境因素有关 。火焰可以呈现不同的颜色和形状，并具有特定的温度和 发光特性。此外，燃烧过程中产生的热辐射可以传递热量 ，影响周围物质的状态变化。最后，燃烧产物可以是气态 、液态或固态，取决于可燃物的组成和反应条件。
燃烧学基础知识培训PPT课件
（三）爆炸极限
1.爆炸浓度极限：可燃的气体、蒸气或粉尘与空气 混合后，遇火会产生爆炸的最高或最低的浓度。
遇火会产生爆炸 的最低浓度，称为爆炸下限；遇 火会产生爆炸 的最高浓度，称为爆炸上限。
爆炸极限是评定可燃气体、蒸气或粉尘爆炸危险 性大小的主要依据。爆炸上、下限值之间的范围越大， 爆炸下限越低、爆炸上限越高，爆炸危险性就越大。
二、 不同物质的燃烧产物
1.单质的燃烧产物 一般单质在空气中的燃烧产物为该单质元素的氧 化物。
2.化合物的燃烧产物 一些化合物在空气中燃烧除生成完全燃烧产物外， 还会生成不完全燃烧产物。最典型的不完全燃烧产物 是一氧化碳（CO2），它能进一步燃烧生成二氧化碳。
3.合成高分子材料的燃烧产物 合成高分子材料在燃烧过程中伴有热裂解，会分 解产生许多有毒或有刺激性的气体，如氯化氢、光气、 氰化氢等。
第二节 燃烧类型
燃烧按其发生的瞬间的特点不同，分为闪燃、着 火、自燃、爆炸。
一、 闪燃
（一）闪燃的含义
定义:液体表面上能产生足够的可燃整齐，遇明火 产生一闪即灭的燃烧现象。
可燃液体之所以会发生一闪即灭的闪燃现象，是 因为液体在闪燃温度下蒸发速度较慢，蒸发出来的蒸 气仅能维持短时间的燃烧，而来不及提供足够的蒸气 补充维持稳定燃烧，故闪燃一下就熄灭。
4.木材的燃烧产物 木材是一种化合物，主要由碳、氢、氧元素组成， 主要以纤维素分子形式存在。木材燃烧主要生成二氧 化碳、水蒸气、甲酸、乙酸、一氧化碳等产物，也会 申城可燃蒸气及颗粒。
三、 燃烧产物的毒性
燃烧产物有不少是毒害气体，往往会通过呼吸道 侵入或刺激眼结膜、皮肤黏膜使人中毒甚至死亡。
据统计，在火灾中死亡的人约80%是由于吸入毒 性气体中毒而致死的。一氧化碳是火灾中最危险的气 体。
1.爆炸浓度极限：可燃的气体、蒸气或粉尘与空气 混合后，遇火会产生爆炸的最高或最低的浓度。
遇火会产生爆炸 的最低浓度，称为爆炸下限；遇 火会产生爆炸 的最高浓度，称为爆炸上限。
爆炸极限是评定可燃气体、蒸气或粉尘爆炸危险 性大小的主要依据。爆炸上、下限值之间的范围越大， 爆炸下限越低、爆炸上限越高，爆炸危险性就越大。
二、 不同物质的燃烧产物
1.单质的燃烧产物 一般单质在空气中的燃烧产物为该单质元素的氧 化物。
2.化合物的燃烧产物 一些化合物在空气中燃烧除生成完全燃烧产物外， 还会生成不完全燃烧产物。最典型的不完全燃烧产物 是一氧化碳（CO2），它能进一步燃烧生成二氧化碳。
3.合成高分子材料的燃烧产物 合成高分子材料在燃烧过程中伴有热裂解，会分 解产生许多有毒或有刺激性的气体，如氯化氢、光气、 氰化氢等。
第二节 燃烧类型
燃烧按其发生的瞬间的特点不同，分为闪燃、着 火、自燃、爆炸。
一、 闪燃
（一）闪燃的含义
定义:液体表面上能产生足够的可燃整齐，遇明火 产生一闪即灭的燃烧现象。
可燃液体之所以会发生一闪即灭的闪燃现象，是 因为液体在闪燃温度下蒸发速度较慢，蒸发出来的蒸 气仅能维持短时间的燃烧，而来不及提供足够的蒸气 补充维持稳定燃烧，故闪燃一下就熄灭。
4.木材的燃烧产物 木材是一种化合物，主要由碳、氢、氧元素组成， 主要以纤维素分子形式存在。木材燃烧主要生成二氧 化碳、水蒸气、甲酸、乙酸、一氧化碳等产物，也会 申城可燃蒸气及颗粒。
三、 燃烧产物的毒性
燃烧产物有不少是毒害气体，往往会通过呼吸道 侵入或刺激眼结膜、皮肤黏膜使人中毒甚至死亡。
据统计，在火灾中死亡的人约80%是由于吸入毒 性气体中毒而致死的。一氧化碳是火灾中最危险的气 体。
《燃烧基础知识》ppt课件101页PPT
引火源
16
河南消防职业培训学校(漯河站） 2019/10/13
凡使物质开始燃烧的外部热源，统称为引火源 （也称着火源）。
引火源温度越高，越容易点燃可燃物质。
根据引起物质着火的能量来源不同，在生产生活 实践中点火源通常有明火、高温物体、化学热能、 机械热能、生物能、光能和核能等。
燃烧的充分条件
核爆炸是指由于原 子核裂变或聚变反 应，释放出核能所 形成的爆炸。如原 子弹、氢弹。 实际上，核爆炸也 属于化学爆炸的范 畴。
河南消防职业培训学校(漯河站） 2019/10/13
31
三种爆炸的区别：
（1）物理爆炸本身没有进行燃烧反应， 但它产生的冲击力可直接或间接的造成 火灾。 （2）化学爆炸能够直接造成火灾，具有 很大的破坏性，是消防工作中预防的重 点。 （3）核爆炸也属化学爆炸的范畴。
河南消防职业培训学校(漯河站） 2019/10/13
四、爆炸与爆炸极限
27
爆炸的狭义涵义：是指由于 物质急剧氧化或分解反应产 生温度、压力增加或者两者 同时增加的现象称为爆炸。
爆炸广义涵义是指物质从一 种状态迅速转变为另一种状 态，并在瞬间放出大量能量， 同时产生声响的现象。
爆炸的分类：
物理爆炸
4、相互作用
21
河南消防职业培训学校(漯河站） 2019/10/13
燃烧不仅必须具备必要条件和充分条件，而且还必须是燃烧条件互相 结合、互相作用，燃烧才会发生或持续。否则，燃烧也不会发生
第二节 燃烧类型
22
河南消防职业培训学校(漯河站） 2019/10/13
燃烧按其发生瞬间的特点不同，分为闪燃、 着火、自燃、爆炸四种类型。
河南消防职业培训学校(漯河站） 2019/10/13
《燃烧基础知识 》课件
燃烧原理
燃料和氧气在一定的温度下发生 化学反应，生成新的化合物并产 生能量。
燃料的种类
化石燃料
煤、石油和天然气是主要的化石燃料，它们广泛用于工业、交通和生活中。
生物质燃料
纤维素、木材和废弃物等属于生物质燃料，是可再生的燃料资源。
可再生能源
太阳能、水力能、风力能、地热能、生物质能等都是可再生能源，不会造成环境和资源的破 坏。
《燃烧基础知识 》PPT课件
燃烧是人类最重要的能源来源之一。本课程通过介绍燃烧的基本原理、过程、 应用及环保、安全等方面，使烧定义
燃烧是一种化学反应，通常是指 物质在氧气存在下放出能量，释 放出热和光的过程。
燃料
燃烧的物质称为燃料，可分为化 石燃料、生物质燃料及可再生能 源燃料。
燃气轮机
燃气轮机是一种以燃气为燃料 的发电机，具有高效率、低排 放的优点。
发电机组
燃料通过发电机组转化为电能， 成为人们生产生活不可缺少的 能源。
环保问题
1 燃烧的灰渣
燃烧产生的灰渣是固体废 弃物，可通过处理变成新 的可利用资源。
2 烟雾和废气处理
烟雾和废气中含有大量的 有害物质，需要经过处理 后才能排放。
燃烧的过程
1
燃烧三要素
燃料、氧气和引火源是燃烧必备的三个
燃烧反应的类型
2
要素。
燃烧反应可分为燃烧、氧化和还原反应
三种类型。
3
燃烧的热力学参数
温度、压力、焓、熵和自由能等都是燃 烧反应中重要的热力学参数。
燃烧的应用
火焰和燃气
火焰是燃烧反应的结果之一， 燃气是人们生活中最重要的燃 料之一。
内燃机
内燃机是现代交通工具的基本 动力装置，是燃烧技术的代表。
燃烧学基本理论_PPT课件
➢计算步骤：
C pi
➢先假定一个理论燃烧温度t1，从“平均恒压热容”表
中查出相应的 C pi代入上述公式，求出相应的Ql1 ；
➢然后再假定第二个理论燃烧温度t2，求出相应的
和Ql2；
t
t1
t2 Ql 2
t1 Ql1
Ql
Ql1
➢然后用插值法求出理论燃烧温度t
• 燃烧温度计算举例
第一节 化学热力学基础
• 一、化合物的生成焓
1 C 2 O2 CO
1 2
H2
1 2
I2
HI
√ h f 298,CO
110.59KJ
/
mol
√ h f 298,HI
25.12KJ
/ mol
CO
1 2
O2
CO2
× h f 298,CO2
283.10KJ
/ mol
第一节 化学热力学基础
• 一、化合物的生成焓
➢n mol物质在恒压（恒容）下，由T1升高到T2所需的 热量用Qp（Qv）来表示。
T2
Qp n T1 CpdT
T2
QV n T1 CV dT
➢Cp大于Cv，对于理想气体： Cp－Cv＝R；
➢对于液体和固体： Cp＝Cv。
➢热容比：气体的恒压热容和恒容热容之比，用K表示，
第一节 化学热力学基础
• 一、化合物的生成焓
➢燃烧温度的计算
➢计算方法
Ql
T
ni 298 C pi dT
Ql Vi Cpi T 298
恒压平均热容 C取pi 决于温度，只在某一个温度 范围内是常数
《燃烧理论基础》PPT课件
• 与着火时的热焰比较，温度较低，辉光较弱，产生 的热量很少，这种现象是烃类气相氧化的特征之一 ，称为焰前反应
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19
射流特性及其混合过程
完整版ppt
20
➢实际意义
①射流是大多数工程燃烧混合的主要方式：除固 体燃料有时以块状进行燃烧外，其它燃料和氧化 剂都是以射流形式送入燃烧空间的。
②物理因素在整个燃烧过程起着更为重要的作用 例如有焰燃烧。
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32
实际中常见的交叉射流形式
• 为了混合良好，需保持二次风以较高的速度射入 燃料气流，否则二次风很快被主气流“同化”， 二次风穿透深度不足，导致混合不充分
• 二次风的温度升高， 穿透深度变小
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33
5、环形射流和同轴射流
• 流场结构
– 完全发展区 • 距离喷口约8~10倍 喷口直径的区域 • 与圆形自由射流类 似
相反混合减缓射流张角速度及浓度沿轴向的变化率随之减小势核长度越大当速度梯28射流特性的影响因素1流速比当由0或213趋向1时射流核越来越大轴心速度衰减变慢当射流的密度小于周围气流的密度时射流的衰减速度将加快2密度293多股平行射流射流之间形成较为强烈的旋涡区使多股平行射流的湍流脉动比自由射流大而边界层的增厚主要与横向脉动速度成正比314交叉射流两股射流以某一角度交叉喷出形成的射流汇合点之前存在回流区大小与喷口间距和射流交角有关32速度衰减规律33实际中常见的交叉射流形式为了混合良好需保持二次风以较高的速度射入燃料气流否则二次风很快被主气流同化二次风穿透深度不足导致混合不充分二次风的温度升高穿透深度变小345环形射流和同轴射流距离喷口约810倍喷口直径的区域有回流区存在回流区一般用于改善火焰的稳定性
第四章 燃烧理论基础
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19
射流特性及其混合过程
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20
➢实际意义
①射流是大多数工程燃烧混合的主要方式：除固 体燃料有时以块状进行燃烧外，其它燃料和氧化 剂都是以射流形式送入燃烧空间的。
②物理因素在整个燃烧过程起着更为重要的作用 例如有焰燃烧。
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实际中常见的交叉射流形式
• 为了混合良好，需保持二次风以较高的速度射入 燃料气流，否则二次风很快被主气流“同化”， 二次风穿透深度不足，导致混合不充分
• 二次风的温度升高， 穿透深度变小
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5、环形射流和同轴射流
• 流场结构
– 完全发展区 • 距离喷口约8~10倍 喷口直径的区域 • 与圆形自由射流类 似
相反混合减缓射流张角速度及浓度沿轴向的变化率随之减小势核长度越大当速度梯28射流特性的影响因素1流速比当由0或213趋向1时射流核越来越大轴心速度衰减变慢当射流的密度小于周围气流的密度时射流的衰减速度将加快2密度293多股平行射流射流之间形成较为强烈的旋涡区使多股平行射流的湍流脉动比自由射流大而边界层的增厚主要与横向脉动速度成正比314交叉射流两股射流以某一角度交叉喷出形成的射流汇合点之前存在回流区大小与喷口间距和射流交角有关32速度衰减规律33实际中常见的交叉射流形式为了混合良好需保持二次风以较高的速度射入燃料气流否则二次风很快被主气流同化二次风穿透深度不足导致混合不充分二次风的温度升高穿透深度变小345环形射流和同轴射流距离喷口约810倍喷口直径的区域有回流区存在回流区一般用于改善火焰的稳定性
第四章 燃烧理论基础
2-1 燃烧基础理论 PPT课件
（4）反应的类型：分支链反应与不分支链反应 ①不分支链反应：即一个游离基只产生一个新游离
基，一个活性中性，如Cl2+H2； ②分支链反应：即一个游离基产生两个或两个以上
的新游离基，产生分支（不少于2个活性中心）， 如O2+H2：
• I H2+ O2=2OH
• II + H2= H2O+H
• III H+ O2= OH+O
2-1 燃烧基础理论
一、研究燃烧学的意义 1、对科技、经济、军事发展的重要意义 (新
能源、燃烧新技术、高能燃料等) 2、研究燃烧过程和技术对环境保护的意义 3、研究燃烧的发生、发展和熄灭规律对消防
安全的重要意义
二、燃烧的特征 1、燃生烧成的了一新般的特物征质是什么？ 2、放热 3、发光与发热
三、燃烧学说理论
你所了解的自燃现象有哪些？ 具有什么特点呢？ 你认为自燃的着火源是什么？
２、自燃与自燃点 （1）基本概念
自燃： 可燃物质受热升温而不需明火作用就能 自行燃
烧的现象。如：夏季坟地“鬼火”、森林火灾和煤 层自燃等
自燃点：引起物质发生自燃的最低温度。
如：黄磷：30℃，煤：320℃
(2)物质自燃过程
(5)活性分子:指能量达到或超过活化能的分子。
反应物A变成生成物C时，要经过一个活化态B，分子要吸收能量 E，才能达到活化态B。这时反应才能进行，最后变成产物C。
E 就是这一反应活化能，E’表示逆反应的活化能。
反应中：分子吸收 E，达到 C，放出 E’，反应中放出的能量为： ΔE = E – E’。
2、燃素学说
（1）理论： 火是由无数细小的微粒（燃素）构成的物质实
体。只含有燃素的物质才能燃烧，并在燃烧时被释 放出来，变成灰烬；物质燃烧需要空气的原因在 于，空气能够吸收燃素（德国化学家施塔尔 1660-
燃烧理论及应用PPT课件
2024/7/29
一、闪燃与闪点
闪燃意义 ➢ 闪燃是可燃液体发生着火的前奏，从防火的观点来说，
闪燃就是危险的警告，闪点是衡量可燃液体火灾危险性的 重要依据。因此，研究可燃液体火灾危险性时，闪燃现象 是必须掌握的一种燃烧类型。
2024/7/29
一、闪燃与闪点
闪点分级 ➢ 甲类液体：闪点小于28℃的液体。（如原油、汽油等） ➢ 乙类液体：闪点大于或等于28℃但小于60℃的液体。（
➢ 燃烧素学说认为，某种物体之所以能燃烧是因为其 中含有一种燃烧素，燃烧时，燃烧素就从物体内逸出。
➢ 例如，蜡烛的燃烧。 ➢ 燃烧素学说在解释什么是燃烧素时，认为火是由无
数细小活跃的微粒构成的物质实体，由这种火微粒构成 的火的元素就是燃烧素，物质如果不含有燃烧素则不能 燃烧。
2024/7/29
二、燃烧的氧学说
【学习目标】
1、了解着火理论 2、掌握闪燃与闪点、自燃与自燃点、着火与着火点 3、熟悉最小点火能量和消焰距离、物质的燃烧历程、燃烧
产物
2024/7/29
目录
一 着火理论 二 燃烧的类型
2024/7/29
第一节 着火理论
2024/7/29
一、燃烧素学说
基本内容
➢ 18世纪以前，欧洲盛行燃烧素学说(亦称燃素学说)， 对当时化学界的影响很大。
基本内容
➢ 有一体积为V(m3)的容器，其中充满有化学均匀可燃 气体混合物，其浓度为C(kg/m3)，容器的壁温为T0(K)，
容器内的可燃气体混合物正以速度u(kg/m3﹒s)在进行反
应，
➢ 化学反应后所放出的热量，一部份加热了气体混合物 ，使反应系统的温度提高，另一部份则通过容器壁而传给 周围环境
可燃物质或助燃物质先吸收能量而离解为游 离基，与其他分子相互作用发生一系列连锁反应， 将燃烧热释放出来，直至全部物质燃烧完或由于 中途受到抑制而停止燃烧。
一、闪燃与闪点
闪燃意义 ➢ 闪燃是可燃液体发生着火的前奏，从防火的观点来说，
闪燃就是危险的警告，闪点是衡量可燃液体火灾危险性的 重要依据。因此，研究可燃液体火灾危险性时，闪燃现象 是必须掌握的一种燃烧类型。
2024/7/29
一、闪燃与闪点
闪点分级 ➢ 甲类液体：闪点小于28℃的液体。（如原油、汽油等） ➢ 乙类液体：闪点大于或等于28℃但小于60℃的液体。（
➢ 燃烧素学说认为，某种物体之所以能燃烧是因为其 中含有一种燃烧素，燃烧时，燃烧素就从物体内逸出。
➢ 例如，蜡烛的燃烧。 ➢ 燃烧素学说在解释什么是燃烧素时，认为火是由无
数细小活跃的微粒构成的物质实体，由这种火微粒构成 的火的元素就是燃烧素，物质如果不含有燃烧素则不能 燃烧。
2024/7/29
二、燃烧的氧学说
【学习目标】
1、了解着火理论 2、掌握闪燃与闪点、自燃与自燃点、着火与着火点 3、熟悉最小点火能量和消焰距离、物质的燃烧历程、燃烧
产物
2024/7/29
目录
一 着火理论 二 燃烧的类型
2024/7/29
第一节 着火理论
2024/7/29
一、燃烧素学说
基本内容
➢ 18世纪以前，欧洲盛行燃烧素学说(亦称燃素学说)， 对当时化学界的影响很大。
基本内容
➢ 有一体积为V(m3)的容器，其中充满有化学均匀可燃 气体混合物，其浓度为C(kg/m3)，容器的壁温为T0(K)，
容器内的可燃气体混合物正以速度u(kg/m3﹒s)在进行反
应，
➢ 化学反应后所放出的热量，一部份加热了气体混合物 ，使反应系统的温度提高，另一部份则通过容器壁而传给 周围环境
可燃物质或助燃物质先吸收能量而离解为游 离基，与其他分子相互作用发生一系列连锁反应， 将燃烧热释放出来，直至全部物质燃烧完或由于 中途受到抑制而停止燃烧。
自燃理论燃烧学基础PPT课件
着火感应期的存在原因：可燃体系在着火前由 低温化学反应到高温燃烧反应，需要有个热量 逐渐积累、温度逐渐上升过程，反应才能自动 加速，而这个过程是需要时间的。
34
四、热自燃理论中的着火感应期
（一）T-t曲线图
q
ql T
b
Tc
c a
T0 Tc
T
t
35
第二节 弗兰克-卡门涅茨基自燃理论 Frank-Kamenetski
第一节 谢苗诺夫自燃理论
一、热自燃理论的基本出发点
体系能否着火取决于化学反应放热因素与体系向 环境散热因素的相对大小。如果反应放热占优势， 体系就会出现热量积累，温度升高，反应加速，出 现自燃。反之，不能自燃。 二、谢苗诺夫自燃理论
谢苗诺夫自燃理论的基本出发点：自然体系的着 火成功与否取决于放热因素和散热因素的相互关系。
31
三、热自燃理论的着火条件 （二）放热速率的影响因素
1、发热量 2、温度 3、催化物质 4、比表面积 5、新旧程度 6、压力
压力越大，反应物密度越大，单位体积产 生的热量越多，易发生自燃。
32
三、热自燃理论的着火条件 （三）散热速率的影响因素
1、导热作用 导热系数越小，越易蓄热，易自燃；
2、对流换热作用 对流换热作用差的，容易自燃。如：通风
决定曲线位置关系的因素 ：T0，P一定； h变！
q
Q1
Q2
a点：
b
b点：
c点：
a
c
T0
T
相交： 相切： 相离：
21
放热速率：
散热速率：
决定曲线位置关系的因素 ：T0，P一定； h变！
q
Q1
b
Q2 自燃重要的准则：
34
四、热自燃理论中的着火感应期
（一）T-t曲线图
q
ql T
b
Tc
c a
T0 Tc
T
t
35
第二节 弗兰克-卡门涅茨基自燃理论 Frank-Kamenetski
第一节 谢苗诺夫自燃理论
一、热自燃理论的基本出发点
体系能否着火取决于化学反应放热因素与体系向 环境散热因素的相对大小。如果反应放热占优势， 体系就会出现热量积累，温度升高，反应加速，出 现自燃。反之，不能自燃。 二、谢苗诺夫自燃理论
谢苗诺夫自燃理论的基本出发点：自然体系的着 火成功与否取决于放热因素和散热因素的相互关系。
31
三、热自燃理论的着火条件 （二）放热速率的影响因素
1、发热量 2、温度 3、催化物质 4、比表面积 5、新旧程度 6、压力
压力越大，反应物密度越大，单位体积产 生的热量越多，易发生自燃。
32
三、热自燃理论的着火条件 （三）散热速率的影响因素
1、导热作用 导热系数越小，越易蓄热，易自燃；
2、对流换热作用 对流换热作用差的，容易自燃。如：通风
决定曲线位置关系的因素 ：T0，P一定； h变！
q
Q1
Q2
a点：
b
b点：
c点：
a
c
T0
T
相交： 相切： 相离：
21
放热速率：
散热速率：
决定曲线位置关系的因素 ：T0，P一定； h变！
q
Q1
b
Q2 自燃重要的准则：
燃烧学完整版.ppt
11
液体燃料蒸发与燃烧
• D2定律
12
9
湍流预混火焰
• 湍流预混火焰比层流预混火焰传播快的原 因
• 三种湍流火焰模式（根据湍流强度、长度 尺度划分）、各模式传播速度影响因素
10
扩散火焰
• 扩散火焰 • 层流扩散火焰特征（火焰表面、火焰高度、
浮力影响、碳烟生成、火焰高度-流量关系） • 层流扩散火焰物理描述（T-f、Yi-f） • 火焰高度影响因素 • 层流扩散火焰向湍流扩散火焰的转变
燃烧学复习
1
本课程内容
• 绪论 • 燃烧热力学 • 传质基础 • 燃烧动力学 • 几个重要的反应机理 • 层流预混燃烧 • 湍流预混燃烧 • 扩散火焰 • 液滴蒸发与燃烧
2
绪论
• 燃烧概念 • 燃烧分类（按照流态、相态、传播方式等）
3
燃烧热力学
• 概念：当量比、绝对焓、生成焓、热值 • 绝热火焰温度概念与计算（定压、定容） • 化学平衡判定，Kp的计算 • 能够利用压力平衡常数计算平衡产物成分
6
几个重要的反应机理
• H2-O2系统 （几个爆炸极限） • CO氧化机理（区分干式、湿式机理） • 高链烷烃氧化机理（乙烷的8步氧化机理）
C-C断裂脱氢自由基产生染料分子 进一步断裂脱氢反应甲酸基、甲醛生 成氧化CO氧化机理
7
简化守恒方程
• 简单化学反应 • 守恒标量：混合物分数（概念与计算）、
4
传质基础
• Fick定律（形式、各参数意义） • Stephen问题 • 单个液滴蒸发时间（D2定律）
5
燃烧动力学
• 概念：基元反应、反应级数、链式反应 • 碰撞理论（理解） • 基元反应速率、Arrhenius定律 • Kc、kf、kr与kp的关系 • 链式反应过程 • 两种近似方法：稳态近似与局部平衡假设
液体燃料蒸发与燃烧
• D2定律
12
9
湍流预混火焰
• 湍流预混火焰比层流预混火焰传播快的原 因
• 三种湍流火焰模式（根据湍流强度、长度 尺度划分）、各模式传播速度影响因素
10
扩散火焰
• 扩散火焰 • 层流扩散火焰特征（火焰表面、火焰高度、
浮力影响、碳烟生成、火焰高度-流量关系） • 层流扩散火焰物理描述（T-f、Yi-f） • 火焰高度影响因素 • 层流扩散火焰向湍流扩散火焰的转变
燃烧学复习
1
本课程内容
• 绪论 • 燃烧热力学 • 传质基础 • 燃烧动力学 • 几个重要的反应机理 • 层流预混燃烧 • 湍流预混燃烧 • 扩散火焰 • 液滴蒸发与燃烧
2
绪论
• 燃烧概念 • 燃烧分类（按照流态、相态、传播方式等）
3
燃烧热力学
• 概念：当量比、绝对焓、生成焓、热值 • 绝热火焰温度概念与计算（定压、定容） • 化学平衡判定，Kp的计算 • 能够利用压力平衡常数计算平衡产物成分
6
几个重要的反应机理
• H2-O2系统 （几个爆炸极限） • CO氧化机理（区分干式、湿式机理） • 高链烷烃氧化机理（乙烷的8步氧化机理）
C-C断裂脱氢自由基产生染料分子 进一步断裂脱氢反应甲酸基、甲醛生 成氧化CO氧化机理
7
简化守恒方程
• 简单化学反应 • 守恒标量：混合物分数（概念与计算）、
4
传质基础
• Fick定律（形式、各参数意义） • Stephen问题 • 单个液滴蒸发时间（D2定律）
5
燃烧动力学
• 概念：基元反应、反应级数、链式反应 • 碰撞理论（理解） • 基元反应速率、Arrhenius定律 • Kc、kf、kr与kp的关系 • 链式反应过程 • 两种近似方法：稳态近似与局部平衡假设
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PPT学习交流
4
三、热自燃理论的着火条件
（一）放热速率与散热速率φ
放热速率：
Q1QVZφnAeE/RT
散热速率： Q2Ah(TT0)
能量守恒： Q1Q2 ρcVdT/dt
Q V Zφ n AeE/ R A T h(TT 0)ρV cd dT t
PPT学习交流
5
PPT学习交流
6
PPT学习交流
7
PPT学习交流
Q2
b
b点： c点：
c
相交：
a
相切：
相离：
T0
T PPT学习交流
24
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
决定曲线位置关系的因素 ：T0，h一定； P变！
q
Q1
自燃重要的准则：
Q 2 反应压力P02是个临界
b 值，体系超过这个压 力，反应就会不断加
速直至着火，该压力
c
变
PPT学习交流
22
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
决定曲线位置关系的因素 ：T0，h一定； P变！
q
Q1
Q2
T0 PPT学习交流
T
23
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
决定曲线位置关系的因素 ：T0，h一定； P变！
q
Q1
a点：
称为临界反应压力，
a
用Pa,cr表示。
பைடு நூலகம்T0
T PPT学习交流
25
三、热自燃理论的着火条件
（二）放热速率的影响因素 Q1QVZφnAeE/RT
1、发热量 2、温度 3、催化物质 4、比表面积 5、新旧程度 6、压力
放热量越大，越容易自燃；放热量越小，越不容易自燃。 放热量的增大，临界点C的位置左移，说明自燃点随放 热量的增大而减小。
PPT学习交流
26
三、热自燃理论的着火条件 （二）放热速率的影响因素
Q1QVZφnAeE/RT
1、发热量 2、温度 3、催化物质 4、比表面积 5、新旧程度 6、压力
温度升高，化学反应速度提高，放热量增大，易发生自 燃。
PPT学习交流
27
三、热自燃理论的着火条件 （二）放热速率的影响因素
8
PPT学习交流
9
PPT学习交流
10
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
数形结合法：
Q
Q1
Q2
决定曲线位置关系的因素 ： T0，h，P
T0 PPT学习交流
T 11
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
Q1f(TP,);
Q2f(T0,h)
决定曲线位置关系的因素 ：T0，P一定； h变！
q
Q1
Q2
T0
PPT学习交流
T
19
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
决定曲线位置关系的因素 ：T0，P一定； h变！
q
Q1
Q2
a点：
b
b点：
c点：
a
c
相交： 相切：
相离：
T0
T PPT学习交流
20
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
c点：
临界点，标志着体系处于由维持
低温、稳定氧化反应状态到不能
维持这种状态（即到加速反应状
态）的过渡状态，体现了体系热
T 自燃着火条件。Tc出现火焰的最
PPT学习交流 低临界温度，为该条件下的自燃
15
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
决定曲线位置关系的因素 ：h，P一定； T0变！
T 14
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
决定曲线位置关系的因素 ：h，P一定； T0变！
q
Q1 Q2
a点：
稳定点，体系只能稳定在交点处 作低温、缓慢的氧化反应，反应
b
无法加速，体系不能着火；
b点：
c a
T01 T02 T03 Tc
非稳定点，但是热力学非自发状 态。
壁温T02是个临界值， 超过这个温度，反应 就会不断加速直至着 火，该温度称为临界 环境温度，用Ta,cr表 示。
T01 T02 T03Tc
T
PPT学习交流
17
决定曲线位置关系的因素 ： T0，h，P
变
不变
不变
不变
变
不变
不变
不变
变
PPT学习交流
18
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
（3）容器中各点的温度、浓度相同。
（4）容器中既无自然对流，也无强迫对流。
（5）环境与容器之间有对流换热，对流换热系数为h，它不 随温度变化。
（6）着火前反应物浓度变化很小。
PPT学习交流
3
放热速率、散热速率
放热速率：单位时间体系中的混气由化学反应放出 的热量。用Q1表示.
散热速率：单位时间体系中的混气平均向外界环境 散发的热量。用Q2表示。
决定曲线位置关系的因素 ：T0，P一定； h变！
q
Q1
Q 2 自燃重要的准则：
b
斜率h02是个临界值， 超过这个对流换热系
数，反应就会不断加
a
c
速直至着火，该斜率 称为临界对流换热系
数，用Ha,cr表示。
T0
T PPT学习交流
21
决定曲线位置关系的因素 ： T0，h，P
变
不变
不变
不变
变
不变
不变
不变
q
Q1 Q2
相交：
b
不能自燃；
相切：
c a
T01 T02 T03Tc
发生自燃的临界条件；
相离：
放热>散热，热量积 累温度升高，一定能自 燃。
T
PPT学习交流
16
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
决定曲线位置关系的因素 ：h，P一定； T0变！
q
a
Q1 Q2
b
c
自燃重要的准则：
第一节 谢苗诺夫自燃理论
一、热自燃理论的基本出发点
体系能否着火取决于化学反应放热因素与体系向 环境散热因素的相对大小。如果反应放热占优势， 体系就会出现热量积累，温度升高，反应加速，出 现自燃。反之，不能自燃。
二、谢苗诺夫自燃理论
谢苗诺夫自燃理论的基本出发点：自然体系的着 火成功与否取决于放热因素和散热因素的相互关系。
PPT学习交流
1
放热因 素
散热因素
放热因素
散热因 素
PPT学习交流
热量 能 积累
热量 不能 积累
2
二、热自燃理论的研究对象和模型
研究对象：内部充满预混可燃气体的容器，容器 外环境温度为T0
简化假设: （1）设容器体积为V，表面积为A。
（2）壁温与混气温度始终相同，开始时二者均为T0，随着 反应进行二者温度上升为T。
q
Q1
q
Q2
TPPT学习交流
T
12
决定曲线位置关系的因素 ： T0，h，P
不变 不变
不变 不变
PPT学习交流
不变 不变
13
放热速率： Q1QVZφnAeE/RT 散热速率：Q2Ah(TT0)
决定曲线位置关系的因素 ：h，P一定； T0变！
q
Q1 b
Q2
c a
T01 T02 T03 PPT学习交流